談壓力容器焊接與質量控制

潘峰

摘 要：壓力容器由于其所儲存介質性質的不同，其運行的工藝條件及工況的差異，對焊接質量的要求也不一樣。壓力容器不僅要承受介質的高溫及很高的庸蝕性，還要承受一定壓力，因此，焊接質量要求特別嚴格，這是壓力容器在日后生產中能夠安全運行的關鍵因素。因此，對于化工企業而言，對壓力容器焊接質量進行控制尤為重要。下文針對對壓力容器焊接方式進行分析，對焊接質量控制進行了總結。

關鍵詞：壓力容器 焊接質量 控制 堆焊技術

在焊接過程中，其壓力容器的致密性及強度很大程度上取決于焊接的質量。它也是容器制造中的關鍵性環節，對壓力容器的使用壽命及安全運行都有著極為重要的影響。如果存在焊接缺陷，就有可能使得壓力容器在使用過程中發生泄露或者爆炸事故。本文從焊接類型入手，根據焊接過程中可能產生的缺陷進行了分析，希望對焊接質量的控制提供行之有效的辦法。

1、焊接的類型

在壓力容器制造過程中，其焊接技術應用廣泛，其焊接質量的好壞直接對容器的質量，日后運行的安全以及企業生產成本產生重要影響。隨著我國制造業水平的提升，焊接技術也得到了前所未有的發展。像埋弧焊、氬弧焊、手工電弧焊等焊接方式，在壓力容器生產中，最為常用。壓力容器作為一種密封性容器，對所承受的壓力要求很高。它一般以圓柱形為主，由筒體、接管及封頭組成。由于其承受壓力的不同，在焊接方式選擇上也不盡相同。一般來說，壓力高的容器由于筒壁較厚，使用埋弧焊方式較多。在對接管、法蘭進行焊接時，為了方便操作，一般使用惰性氣保焊和手工電弧焊接方式。

埋弧焊由于電弧在可融化焊劑保護層下熔融焊接的一種方法，因此，其使用廣泛。在焊接過程中，其發生的電弧與空氣隔離并被焊劑成功覆蓋，因而，整個焊接過程并沒有弧光輻射，減輕了對操作人員的傷害。加之其焊接小車能自動行走及送絲，機械操作程度很高，因而焊接效率很高，外形美觀，在很多領域都得到了廣泛應用。

手工電弧焊在焊接過程中，為了減少與空氣直接接觸，對焊接熔池采取了相應保護方法，進行全位置焊接，同時適用于多種方位焊接，焊接靈活方便。其缺點為操作人員勞動強度很大，生產效率較低。氬弧焊接技術也是以電弧焊接為基礎，對焊材的保護采用了氬氣，焊材經過高電流在基材上融化，達到了冶金結合的焊接技術。由于在焊接過程中氬氣的保護，使得焊點與空氣中的氧被安全隔離，焊材的氧化得到了控制。

2、焊接過程中的缺陷與質量控制

2.1壓力容器焊接結構

焊接結構由于種類多樣，其分類方式存在很大差異。在對半成品進行制造分類時，按照其制造方法分為沖焊結構及焊板結構；按照其用途可分為船體及車輛結構等。按照材料的薄厚還可以分為薄壁及厚壁結構；按照焊接材料的種類可以分為鋁制及鋼制結構等。焊接接頭的概念，是針對一個零件的不同部分或者兩個以上零件在被焊接時其連接部位結構的總稱，它分為了焊縫形式、接頭形式等。

2.2焊接過程中的缺陷

壓力容器在焊接過程中的缺陷通常分為外部缺陷及內部缺陷兩種，外部缺陷常位于焊接表面，嚴重的用肉眼即可看到，也有的必須要用低倍放大鏡才可以看到。一般缺陷常表現為尺寸不符合設計要求，截面不充盈、咬邊、氣孔、裂紋或者余高過高等。而內部缺陷通常位于接頭內部，需要對其進行探傷或者損壞性試驗才可獲知。具體表現為焊接內部存在夾渣、氣孔、裂紋未融合、未焊透等。有關幾何性缺陷通常表現為錯邊等，由于焊接部件在組裝過程中，由于其在厚度上的不同或者方向上的差異，致使壓力容器在焊接中出現角變形錯邊等問題，這樣將導致壓力容器在以后的使用中，會出現應力過于集中等情況。

2.3焊接質量的控制

為了有效防止壓力容器在焊接過程中出現缺陷，就需要針對壓力容器缺陷的形成原因進行辨識及分析，以保證對焊接過程缺陷的控制。因此，在焊接過程中，對電弧的控制非常重要。在進行焊接前，要根據焊材類型對其進行烘干，同時要對焊接母材坡口處的臟污進行清除，特別是油污及鐵銹等。在焊接過程中，要求對焊材進行保溫，減少在領用和使用過程中出現受潮，并根據母材的性能及坡口的形式制定焊接規范及嚴格執行焊接工藝，選擇恰當焊接參數，使熔渣浮出，以防止夾渣情況的發生。咬邊這種缺陷出現的原因，通常是因為焊接過程中使用電流過大、電弧過長或者運條速度過快等原因造成。在實際中，根據要求進行靈活掌握，杜絕此類缺陷的發生。

2.4焊接缺陷的清除

對焊接缺陷的清除，通常使用角向砂輪磨，沿著筒體的內側或者外側進行。同時，也需要根據探傷結果來進行缺陷的消除。如果缺陷較重，其深度已經達到了材料厚度的2/3，則不允許在進行缺陷消除，需要對其進行補焊后，從背面進行焊接。消缺后的焊接表面要光滑。在焊接過程中，每焊接完一層，都要對其進行檢查，確定沒有任何缺陷后，方可進行下一層的焊接工作。針對不銹鋼焊縫的返修，應進行層間溫度的控制，不得高于60攝氏度，其焊縫表面同樣不允許存在缺陷情況。

3、新型焊接工藝

3.1厚壁殼體窄間隙埋弧焊技術

壓力容器由于其運行工況的差異，對其制作要求很高。如：目前經常使用的高度自動跟蹤功能，焊道與坡口的良好融合等。無論是強腐蝕還是無腐蝕，強輻射還是無輻射，在焊接過程中對技術要求各異。因此，對焊道的熱影響區需要進行熱處理同時控制好層間溫度，使之具備較強的熔敷效率，改善了粗晶區性能，提升了焊接質量的同時，也對焊接生產率起到了積極的促進作用。

3.2帶極自動堆焊技術

堆焊，顧名思義就是在工件的外表面熔敷一層保護金屬層，這種保護金屬層通常具有耐腐蝕、耐熱等特點，這種方法很有利于提升工件的使用壽命。這對產品性能的提升以及生產成本的降低都有積極的促進作用。帶極自動堆焊技術雖然起步較晚，但由于其使用范圍廣，效率高等特點，在國內外得到了廣泛應用。為了保證使用中的質量，通常對過渡層進行埋弧自動焊接，這樣不僅可以使工件焊接表面光滑，還可以提高焊縫性能。

4、結語

隨著工業化發展進程的加快，對壓力容器焊接技術的要求也越來越高。各種焊接技術隨著壓力容器設計要求的不同而得到了長足發展。新型焊接技術的使用，擴寬了焊接技術的使用空間，不僅提升了焊接質量，也保證了壓力容器的使用性能，為我國壓力容器焊接過程中質量的控制提供了理論性依據。

參考文獻

[1]潘志新.壓力容器焊接質量的優化對策探究[J].河南科技，2013，（03）.

[2]田愛芬，陳小藝，張建勛.焊接工藝設計專家系統中的知識表示與推理[J].電焊機，2012， （22）.

[3]田立志.壓力容器焊接質量分析及控制[J].河北企業，2012，（08）.